JP2015027234A - Linear motor - Google Patents

Linear motor Download PDF

Info

Publication number
JP2015027234A
JP2015027234A JP2013156878A JP2013156878A JP2015027234A JP 2015027234 A JP2015027234 A JP 2015027234A JP 2013156878 A JP2013156878 A JP 2013156878A JP 2013156878 A JP2013156878 A JP 2013156878A JP 2015027234 A JP2015027234 A JP 2015027234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
armature
permanent magnet
stator
teeth
permanent magnets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013156878A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6048338B2 (en
Inventor
省吾 牧野
Shogo Makino
省吾 牧野
大戸　基道
Motomichi Oto
基道 大戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2013156878A priority Critical patent/JP6048338B2/en
Publication of JP2015027234A publication Critical patent/JP2015027234A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6048338B2 publication Critical patent/JP6048338B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor in which reduction of thrust, incident to heating of an armature winding, can be suppressed.SOLUTION: A linear motor 1 includes a stator 3 and an armature 2 facing each other via a gap. The stator 3 has a plurality of salient poles 3b having a long shape elongated to cross a direction facing the armature 2, and arranged in the longitudinal direction of the long shape while projecting, respectively, to the armature 2 side. The armature 2 has an armature core 4 forming a tooth 6 projecting to the stator 3 side, an armature winding 7 wound around the tooth 6, a plurality of permanent magnets 8 provided on the tip side of the tooth 6 in the longitudinal direction of the stator 3, and an insulation material layer 9 interposed between the tooth 6 and the permanent magnet 8.

Description

本発明は、リニアモータに関する。   The present invention relates to a linear motor.

リニアモータは、空隙を介して互いに対向する電機子及び長尺の固定子を備え、固定子の長手方向に沿って電機子及び固定子の相対運動を発生させる。このようなリニアモータの一種として、電機子には電機子コア、電機子巻線及び複数の永久磁石が設けられ、固定子には複数の突極が設けられたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。電機子コアは、固定子側に突出するティースをなし、電機子巻線はティースに巻かれる。複数の永久磁石はティースの先端側に設けられ、固定子の長手方向に沿って並ぶように配置される。複数の突極は、固定子の長手方向に沿って並ぶと共に、それぞれ電機子側に突出する。電機子は、電機子コア、電機子巻線及び永久磁石を協働させて進行磁界を発生させる。この進行磁界が固定子の突極に作用することで上記相対運動が生じる。   The linear motor includes an armature and a long stator facing each other through a gap, and generates a relative motion of the armature and the stator along the longitudinal direction of the stator. As one type of such a linear motor, an armature provided with an armature core, an armature winding and a plurality of permanent magnets, and a stator provided with a plurality of salient poles is disclosed (for example, , See Patent Document 1). The armature core forms teeth that protrude toward the stator, and the armature winding is wound around the teeth. The plurality of permanent magnets are provided on the tip side of the teeth, and are arranged along the longitudinal direction of the stator. The plurality of salient poles are arranged along the longitudinal direction of the stator and each project toward the armature side. In the armature, the armature core, the armature winding, and the permanent magnet cooperate to generate a traveling magnetic field. This traveling magnetic field acts on the salient poles of the stator to cause the relative motion.

特開２００９−２１９１９９号公報JP 2009-219199 A

上述したリニアモータでは、電機子巻線の発熱に伴って推力が低下する場合がある。そこで本発明は、電機子巻線の発熱に伴う推力の低下を抑制できるリニアモータを提供することを目的とする。   In the linear motor described above, the thrust may decrease as the armature winding generates heat. Accordingly, an object of the present invention is to provide a linear motor that can suppress a reduction in thrust accompanying heat generation of an armature winding.

本発明に係るリニアモータは、空隙を介して互いに対向する固定子及び電機子を備え、固定子は、電機子と対向する方向に交差するように延びた長尺形状を呈し、当該長尺形状の長手方向に沿って並び且つそれぞれ電機子側に突出する複数の突極を有し、電機子は、固定子側に突出するティースをなす電機子コアと、ティースに巻かれた電機子巻線と、固定子の長手方向に沿って並ぶようにティースの先端側に設けられた複数の永久磁石と、ティースと永久磁石との間に介在する断熱材層とを有する。   The linear motor according to the present invention includes a stator and an armature that are opposed to each other via a gap, and the stator has a long shape extending so as to intersect in a direction facing the armature. The armature has a plurality of salient poles arranged along the longitudinal direction of the armature and projecting toward the armature side, and the armature includes a armature core forming a tooth projecting toward the stator side, and an armature winding wound around the tooth And a plurality of permanent magnets provided on the tip end side of the teeth so as to be arranged along the longitudinal direction of the stator, and a heat insulating material layer interposed between the teeth and the permanent magnet.

本発明によれば、電機子巻線の発熱に伴う推力の低下を抑制できる。   According to the present invention, it is possible to suppress a reduction in thrust accompanying the heat generation of the armature winding.

第１実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the linear motor which concerns on 1st Embodiment. ティースと永久磁石との接合部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the junction part of a teeth and a permanent magnet. 第２実施形態に係るリニアモータの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the linear motor which concerns on 2nd Embodiment. 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図３の電機子の分解図である。FIG. 4 is an exploded view of the armature of FIG. 3. 第３実施形態に係るリニアモータの電機子の分解図である。It is an exploded view of the armature of the linear motor which concerns on 3rd Embodiment. リニアモータの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a linear motor.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係るリニアモータ１は、例えば様々な製造装置又は加工装置等のＦＡ機器において、テーブル送り等に利用される。図１及び図２に示すように、リニアモータ１は、互いに空隙を介して対向する電機子２及び固定子３を備える。固定子３は、電機子２との対向方向に直交するように延びる長尺形状を呈し、設置対象（例えばＦＡ機器の本体部）に固定される。電機子２は、固定子３の長手方向に沿って移動自在となるように、リニアガイド（不図示）により支持される。電機子２は、駆動対象（例えばＦＡ機器のテーブル）に固定される。リニアモータ１は、固定子３の長手方向に沿って、固定子３に対する電機子２の相対運動を発生させることで駆動対象を移送する。なお、電機子２が設置対象に固定され、固定子３が駆動対象に固定されてもよい。この場合、リニアモータ１は、電機子２に対する固定子３の相対運動を発生させることで駆動対象を移送する。 [First Embodiment]
The linear motor 1 according to the first embodiment is used for table feeding or the like in FA devices such as various manufacturing apparatuses or processing apparatuses. As shown in FIG.1 and FIG.2, the linear motor 1 is provided with the armature 2 and the stator 3 which oppose each other via the space | gap. The stator 3 has a long shape extending so as to be orthogonal to the facing direction of the armature 2 and is fixed to an installation target (for example, a main body of an FA device). The armature 2 is supported by a linear guide (not shown) so as to be movable along the longitudinal direction of the stator 3. The armature 2 is fixed to a drive target (for example, a table of an FA device). The linear motor 1 moves the drive target by generating a relative movement of the armature 2 with respect to the stator 3 along the longitudinal direction of the stator 3. The armature 2 may be fixed to the installation target, and the stator 3 may be fixed to the drive target. In this case, the linear motor 1 transfers the drive target by generating a relative movement of the stator 3 with respect to the armature 2.

続いて、固定子３及び電機子２の構成について詳細に説明する。説明において、「上下」、「前後」及び「左右」は、電機子２側を上側とし、固定子３側を下側とし、固定子３の一端側を前側とした方向を意味する。   Then, the structure of the stator 3 and the armature 2 is demonstrated in detail. In the description, “up and down”, “front and rear” and “left and right” mean directions in which the armature 2 side is the upper side, the stator 3 side is the lower side, and one end side of the stator 3 is the front side.

固定子３は、ヨーク３ａと複数の突極３ｂとを有する。ヨーク３ａは、前後方向に沿って延びると共に左右方向に沿って広がった帯状を呈する。複数の突極３ｂは、前後方向に沿って並ぶと共に、それぞれヨーク３ａから上側に突出する。突極３ｂは、左右方向に沿って延び、台形の断面形状を呈する。突極３ｂの断面形状は台形に限られず、例えば矩形又は半円形であってもよい。   The stator 3 has a yoke 3a and a plurality of salient poles 3b. The yoke 3a has a strip shape extending along the front-rear direction and spreading along the left-right direction. The plurality of salient poles 3b are arranged along the front-rear direction and project upward from the yoke 3a. The salient pole 3b extends in the left-right direction and has a trapezoidal cross-sectional shape. The cross-sectional shape of the salient pole 3b is not limited to a trapezoid, and may be, for example, a rectangle or a semicircle.

固定子３は、例えば３％珪素鉄等の鉄系の軟磁性材料により構成される。固定子３は、珪素鋼板等の電磁鋼板を左右方向に沿って積層したものであってもよく、軟磁性複合材料（ＳＭＣ）を圧縮成形したものであってもよく、鉄系の構造材により一体的に形成されたものであってもよい。   The stator 3 is made of an iron-based soft magnetic material such as 3% silicon iron. The stator 3 may be a laminate of electromagnetic steel plates such as silicon steel plates along the left-right direction, may be a compression-molded soft magnetic composite material (SMC), and is made of an iron-based structural material. It may be integrally formed.

電機子２は、電機子コア４と、６セットの電機子巻線７と、２３個の永久磁石８とを有する。   The armature 2 has an armature core 4, six sets of armature windings 7, and 23 permanent magnets 8.

電機子コア４は、ヨーク５と、６個のティース６とを有する。ヨーク５は、前後方向に沿って延びると共に左右方向に沿って広がった平板状を呈する。ヨーク５の下面には、前後方向に沿って並ぶ６箇所の凹部５ａが形成されている。凹部５ａは、それぞれ左右方向に沿って延びている。   The armature core 4 has a yoke 5 and six teeth 6. The yoke 5 has a flat plate shape extending along the front-rear direction and spreading along the left-right direction. On the lower surface of the yoke 5, six concave portions 5 a arranged along the front-rear direction are formed. Each of the recesses 5a extends along the left-right direction.

６個のティースは、６箇所の凹部５ａにそれぞれ嵌合し、ヨーク５から下側に突出している。ヨーク５とティース６とは例えば接着により固定されている。ティース６の先端部には、前側及び後側に広がる２箇所の張出部６ａが形成されている。ティース６の先端面には、凹部６ｂが形成されている。凹部６ｂは、前後方向においてティース６の中央部に位置し、左右方向に沿って延びている。   The six teeth are respectively fitted into the six recesses 5 a and protrude downward from the yoke 5. The yoke 5 and the teeth 6 are fixed by adhesion, for example. Two protruding portions 6a are formed at the tip of the tooth 6 so as to extend to the front side and the rear side. A recess 6 b is formed on the tip surface of the tooth 6. The recess 6b is located at the center of the tooth 6 in the front-rear direction and extends along the left-right direction.

ヨーク５及びティース６は、例えば３％珪素鉄等の鉄系の軟磁性材料により構成される。ヨーク５及びティース６は、珪素鋼板等の電磁鋼板を左右方向に沿って積層したものであってもよく、軟磁性複合材料（ＳＭＣ）を圧縮成形したものであってもよい。   The yoke 5 and the teeth 6 are made of an iron-based soft magnetic material such as 3% silicon iron. The yoke 5 and the teeth 6 may be a laminate of electromagnetic steel plates such as silicon steel plates along the left-right direction, or may be a compression-molded soft magnetic composite material (SMC).

６セットの電機子巻線７は、６個のティース６にそれぞれ巻かれている。最前のティース６Ａに巻かれた電機子巻線７Ａと、前から３番目のティース６Ｃに巻かれた電機子巻線７Ｃと、前から５番目のティース６Ｅに巻かれた電機子巻線７Ｅとには、互いに位相が１／３周期ずれた３相の交流がそれぞれ供給される。以下、電機子巻線７Ａに供給される交流を「Ｕ相交流」といい、電機子巻線７Ｃに供給される交流を「Ｖ相交流」といい、電機子巻線７Ｅに供給される交流を「Ｗ相交流」という。   Six sets of armature windings 7 are wound around six teeth 6, respectively. An armature winding 7A wound around the foremost tooth 6A, an armature winding 7C wound around the third tooth 6C from the front, and an armature winding 7E wound around the fifth tooth 6E from the front Are supplied with three-phase alternating currents whose phases are shifted by 1/3 period. Hereinafter, the alternating current supplied to the armature winding 7A is referred to as “U-phase alternating current”, the alternating current supplied to the armature winding 7C is referred to as “V-phase alternating current”, and the alternating current supplied to the armature winding 7E. Is called “W-phase AC”.

前から２番目のティース６Ｂに巻かれた電機子巻線７Ｂと、前から４番目のティース６Ｄに巻かれた電機子巻線７Ｄと、前から６番目のティース６Ｆに巻かれた電機子巻線７Ｆとには、Ｗ相交流と、Ｕ相交流と、Ｖ相交流とがそれぞれ供給される。電機子巻線７Ｄ，７Ｆ，７Ｂへの交流の供給方向は、電機子巻線７Ａ，７Ｃ，７Ｅへの交流の供給方向に対してそれぞれ逆向きである。   The armature winding 7B wound around the second tooth 6B from the front, the armature winding 7D wound around the fourth tooth 6D from the front, and the armature winding wound around the sixth tooth 6F from the front A W-phase alternating current, a U-phase alternating current, and a V-phase alternating current are respectively supplied to the line 7F. The supply direction of alternating current to the armature windings 7D, 7F, and 7B is opposite to the supply direction of alternating current to the armature windings 7A, 7C, and 7E.

電機子コア４及び電機子巻線７は、モールド材Ｐ１により一体化され、電磁石ユニットＵ１を構成している。電磁石ユニットＵ１は、前後方向に延びた直方体形状を呈する。モールド材Ｐ１は、例えばエポキシ系樹脂である。   The armature core 4 and the armature winding 7 are integrated by a molding material P1 to constitute an electromagnet unit U1. The electromagnet unit U1 has a rectangular parallelepiped shape extending in the front-rear direction. The mold material P1 is, for example, an epoxy resin.

２３個の永久磁石８は、前後方向に沿って並んだ状態で、電磁石ユニットＵ１の下に配置されている。それぞれの永久磁石８は、左右方向に沿って延び、矩形の断面形状を呈する。６個の永久磁石（第１永久磁石）８Ａは、下側がＳ極、上側がＮ極となるように配置されている。すなわち、永久磁石８Ａは上側に向かう磁界を生じるように配置されている。６個の永久磁石（第２永久磁石）８Ｂは、下側がＮ極、上側がＳ極となるように配置されている。すなわち、永久磁石８Ｂは下側に向かう磁界を生じるように配置されている。永久磁石８Ａと永久磁石８Ｂとは交互に並んでおり、ティース６ごとに一対の永久磁石８Ａ，８Ｂが位置している。すなわち、それぞれのティース６の先端側には、前後方向に沿って並ぶ一対の永久磁石８Ａ，８Ｂが設けられている。なお、上述した張出部６ａにより、ティース６の先端面が拡張されている。これにより、ティース６と永久磁石８Ａ，８Ｂとの対向面積が大きくなり、電磁石ユニットＵ１が発生する磁界と永久磁石８Ａ，８Ｂが発生する磁界とが効率よく合成される。   The 23 permanent magnets 8 are arranged below the electromagnet unit U1 in a state of being aligned along the front-rear direction. Each permanent magnet 8 extends along the left-right direction and has a rectangular cross-sectional shape. The six permanent magnets (first permanent magnets) 8A are arranged so that the lower side is the S pole and the upper side is the N pole. In other words, the permanent magnet 8A is arranged so as to generate a magnetic field directed upward. The six permanent magnets (second permanent magnets) 8B are arranged so that the lower side is an N pole and the upper side is an S pole. That is, the permanent magnet 8B is disposed so as to generate a downward magnetic field. The permanent magnets 8A and the permanent magnets 8B are alternately arranged, and a pair of permanent magnets 8A and 8B are positioned for each tooth 6. That is, a pair of permanent magnets 8A and 8B arranged in the front-rear direction are provided on the tip side of each tooth 6. In addition, the front end surface of the tooth | gear 6 is expanded by the overhang | projection part 6a mentioned above. Thereby, the opposing area of teeth 6 and permanent magnets 8A and 8B is increased, and the magnetic field generated by electromagnet unit U1 and the magnetic field generated by permanent magnets 8A and 8B are efficiently combined.

６個の永久磁石８Ｃは、ティース６の先端側において永久磁石８Ａ，８Ｂの間に配置されている。５個の永久磁石８Ｄは、ティース６同士の間において、永久磁石８Ａ，８Ｂの間に配置されている。永久磁石（第３永久磁石）８Ｃ，８Ｄは、いずれも永久磁石８Ａ側がＳ極、永久磁石８Ｂ側がＮ極となるように配置されている。すなわち、永久磁石８Ｃ，８Ｄは、いずれも前後方向に沿う磁界を生じるように配置されている。このように、永久磁石８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、所謂ハルバッハ配列を構成している。   The six permanent magnets 8 </ b> C are disposed between the permanent magnets 8 </ b> A and 8 </ b> B on the tip side of the tooth 6. The five permanent magnets 8D are arranged between the teeth 6 and between the permanent magnets 8A and 8B. The permanent magnets (third permanent magnets) 8C and 8D are arranged so that the permanent magnet 8A side is the S pole and the permanent magnet 8B side is the N pole. That is, the permanent magnets 8C and 8D are arranged so as to generate a magnetic field along the front-rear direction. Thus, the permanent magnets 8A, 8B, 8C, and 8D constitute a so-called Halbach array.

ティース６の突出方向において、永久磁石８Ａの厚さと永久磁石８Ｂの厚さとは略同等であり、永久磁石８Ｃ，８Ｄの厚さは永久磁石８Ａ，８Ｂの厚さに比べ大きい。これにより、２３個の永久磁石８は、上側に凹凸Ｒ１を構成する。凹凸Ｒ１はティース６に嵌合する。具体的には、永久磁石８Ｃの上部がティース６の凹部６ｂに嵌合し、永久磁石８Ｄの上部がティース６同士の間に嵌合する。   In the protruding direction of the teeth 6, the thickness of the permanent magnet 8A and the thickness of the permanent magnet 8B are substantially equal, and the thickness of the permanent magnets 8C and 8D is larger than the thickness of the permanent magnets 8A and 8B. Thereby, the 23 permanent magnets 8 constitute the unevenness R1 on the upper side. The unevenness R <b> 1 is fitted to the tooth 6. Specifically, the upper part of the permanent magnet 8C is fitted into the recess 6b of the tooth 6, and the upper part of the permanent magnet 8D is fitted between the teeth 6.

２３個の永久磁石８は、断熱材層９を介してティース６に固定されている。断熱材層９は、ティース６の構成材料に比べ熱伝導率が低い断熱材により構成される。断熱材としては、例えばセラミック又はガラス繊維等が挙げられる。断熱材は軟磁性材料を含んでいてもよい。断熱材層９の厚さは、可能な限り薄いことが好ましく、例えば０．２〜０．３ｍｍである。   The 23 permanent magnets 8 are fixed to the teeth 6 through the heat insulating material layer 9. The heat insulating material layer 9 is made of a heat insulating material having a lower thermal conductivity than that of the constituent material of the teeth 6. Examples of the heat insulating material include ceramic or glass fiber. The heat insulating material may include a soft magnetic material. The thickness of the heat insulating material layer 9 is preferably as thin as possible, for example, 0.2 to 0.3 mm.

電機子２は、次の手順により組み立てられる。まず、ヨーク５とティース６とが分離した状態で、それぞれのティース６に上側から電機子巻線７を装着する。ティース６に電機子巻線７を巻き付けてもよいし、予め巻かれた電機子巻線７をティース６に被せてもよい。上側から電機子巻線７を装着するので、張出部６ａが障害とならず、作業を容易に行うことができる。次に電機子コア４と電機子巻線７とをモールド材Ｐ１により一体化する。次に、断熱材層９を介して永久磁石８をティース６に固定する。このとき、予めシート状に形成された断熱材層９をティース６に接着し、永久磁石８を断熱材層９に接着してもよい。断熱性を有する接着剤によりティース６と永久磁石８とを接着し、硬化した接着剤により断熱材層９を形成してもよい。   The armature 2 is assembled by the following procedure. First, with the yoke 5 and the teeth 6 separated, the armature windings 7 are attached to the respective teeth 6 from above. The armature winding 7 may be wound around the tooth 6, or the armature winding 7 wound in advance may be put on the tooth 6. Since the armature winding 7 is mounted from the upper side, the overhanging portion 6a does not become an obstacle, and the operation can be easily performed. Next, the armature core 4 and the armature winding 7 are integrated by the molding material P1. Next, the permanent magnet 8 is fixed to the tooth 6 through the heat insulating material layer 9. At this time, the heat insulating material layer 9 formed in a sheet shape in advance may be bonded to the teeth 6, and the permanent magnet 8 may be bonded to the heat insulating material layer 9. It is also possible to bond the teeth 6 and the permanent magnet 8 with an adhesive having a heat insulating property and form the heat insulating material layer 9 with a cured adhesive.

このようなリニアモータ１では、電機子２の電機子コア４、電機子巻線７及び永久磁石８の協働により進行磁界が生じ、この進行磁界が突極３ｂに作用することで推力が発生する。この推力により、固定子３の長手方向に沿って電機子２及び固定子３の相対運動が生じる。   In such a linear motor 1, a traveling magnetic field is generated by the cooperation of the armature core 4, armature winding 7 and permanent magnet 8 of the armature 2, and thrust is generated by the traveling magnetic field acting on the salient pole 3b. To do. Due to this thrust, relative movement of the armature 2 and the stator 3 occurs along the longitudinal direction of the stator 3.

リニアモータ１を駆動し続けると、電機子巻線７が発熱する。従来のリニアモータでは、電機子巻線の発熱に伴い推力が低下する場合があった。本発明者等は、電機子巻線の発熱に伴う永久磁石の温度上昇が、推力低下の一因であることを見出した。   When the linear motor 1 is continuously driven, the armature winding 7 generates heat. In the conventional linear motor, the thrust may decrease as the armature winding generates heat. The inventors of the present invention have found that the temperature increase of the permanent magnet accompanying the heat generation of the armature winding is a cause of the thrust reduction.

リニアモータ１によれば、ティース６と永久磁石８との間に断熱材層９が介在するので、電機子巻線７から永久磁石８への伝熱が抑制される。これにより、電機子巻線７の発熱に伴う永久磁石８の温度上昇を抑制できる。永久磁石８には、温度上昇に伴い磁力が低下する傾向がある。このため、永久磁石８の温度上昇を抑制することにより、電機子巻線７の発熱に伴う推力の低下を抑制できる。   According to the linear motor 1, since the heat insulating material layer 9 is interposed between the tooth 6 and the permanent magnet 8, heat transfer from the armature winding 7 to the permanent magnet 8 is suppressed. Thereby, the temperature rise of the permanent magnet 8 accompanying the heat_generation | fever of the armature winding 7 can be suppressed. The permanent magnet 8 tends to decrease in magnetic force as the temperature rises. For this reason, by suppressing the temperature rise of the permanent magnet 8, it is possible to suppress a decrease in thrust accompanying the heat generation of the armature winding 7.

複数の永久磁石８は、ティース６の突出方向における永久磁石８同士の厚さの違いにより上側に凹凸Ｒ１を形成し、凹凸Ｒ１はティース６に嵌合する。このため、電機子コア４と永久磁石８との接合強度が高められる。これにより、断熱材層９の材質選定及び厚さ設定等における強度面の制約が緩和されるので、永久磁石８の温度上昇をより確実に抑制できる。   The plurality of permanent magnets 8 form an unevenness R <b> 1 on the upper side due to a difference in thickness between the permanent magnets 8 in the protruding direction of the teeth 6, and the unevenness R <b> 1 is fitted to the teeth 6. For this reason, the joint strength between the armature core 4 and the permanent magnet 8 is increased. Thereby, since the restriction | limiting of the strength surface in the material selection of the heat insulating material layer 9, thickness setting, etc. is eased, the temperature rise of the permanent magnet 8 can be suppressed more reliably.

ティース６の突出方向において、永久磁石８Ａの厚さと永久磁石８Ｂの厚さとは略同等であり、永久磁石８Ｃ，８Ｄの厚さが永久磁石８Ａ，８Ｂの厚さに対して異なる。電機子２と固定子３との対向方向に沿う磁界を生じる永久磁石８Ａ，８Ｂの厚さを略同等にすることで進行磁界の強度を安定化させつつ、永久磁石８Ｃ，８Ｄにより凹凸Ｒ１を形成し、電機子コア４と永久磁石８との接合強度を高めることができる。   In the protruding direction of the teeth 6, the thickness of the permanent magnet 8A and the thickness of the permanent magnet 8B are substantially equal, and the thickness of the permanent magnets 8C and 8D is different from the thickness of the permanent magnets 8A and 8B. The thicknesses of the permanent magnets 8A and 8B that generate magnetic fields along the opposing direction of the armature 2 and the stator 3 are made substantially equal to stabilize the strength of the traveling magnetic field, and the unevenness R1 is formed by the permanent magnets 8C and 8D. By forming, the joint strength between the armature core 4 and the permanent magnet 8 can be increased.

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るリニアモータ１０の電機子２０は、カバー部材８０を更に有する点で、第１実施形態に係る電機子２と異なる。また、電機子２０は、電機子コア４を一体化した点、永久磁石８Ｃ，８Ｄを有しない点でも電機子２と異なる。 [Second Embodiment]
The armature 20 of the linear motor 10 according to the second embodiment is different from the armature 2 according to the first embodiment in that it further includes a cover member 80. The armature 20 is different from the armature 2 in that the armature core 4 is integrated and the permanent magnets 8C and 8D are not provided.

図３及び図４に示すように、電機子２０の電機子コア４０は、ヨーク５及び６個のティース６に代えて、ヨーク５０及び６箇所のティース６０を有する。ヨーク５０とティース６０とは一体的に形成されている。ティース６０の先端部には、張出部６ａ及び凹部６ｂに相当する部分は形成されていない。   As shown in FIGS. 3 and 4, the armature core 40 of the armature 20 includes a yoke 50 and six teeth 60 instead of the yoke 5 and the six teeth 6. The yoke 50 and the teeth 60 are integrally formed. A portion corresponding to the overhang portion 6 a and the recess portion 6 b is not formed at the tip portion of the tooth 60.

永久磁石８Ａと永久磁石８Ｂとは交互に並んでおり、ティース６０ごとに一対の永久磁石８Ａ，８Ｂが位置している。すなわち、それぞれのティース６０の先端側には、前後方向に沿って並ぶ一対の永久磁石８Ａ，８Ｂが設けられている。永久磁石８Ａ，８Ｂは、断熱材層９を介してティース６０に固定されている。   The permanent magnets 8 </ b> A and the permanent magnets 8 </ b> B are alternately arranged, and a pair of permanent magnets 8 </ b> A and 8 </ b> B is positioned for each tooth 60. That is, a pair of permanent magnets 8A and 8B arranged in the front-rear direction are provided on the tip side of each tooth 60. The permanent magnets 8 </ b> A and 8 </ b> B are fixed to the tooth 60 through the heat insulating material layer 9.

カバー部材８０は、薄板状を呈し、下側から全ての永久磁石８を覆うように配置される。カバー部材８０は、非磁性材料により構成されることが好ましい。好適な非磁性材料としては、例えば非磁性ステンレス等が挙げられる。図４に示すように、ティース６０の先端部の左右には、下方に突出する固定爪８１が設けられており、カバー部材８０は固定爪８１によりティース６０に固定される。カバー部材８０は永久磁石８に直接接着固定されてもよい。   The cover member 80 has a thin plate shape and is disposed so as to cover all the permanent magnets 8 from the lower side. The cover member 80 is preferably made of a nonmagnetic material. Examples of suitable nonmagnetic materials include nonmagnetic stainless steel. As shown in FIG. 4, a fixing claw 81 that protrudes downward is provided on the left and right of the tip of the tooth 60, and the cover member 80 is fixed to the tooth 60 by the fixing claw 81. The cover member 80 may be directly bonded and fixed to the permanent magnet 8.

電機子２０は次の手順により組み立てられる。まず、それぞれのティース６０に下側から電機子巻線７を装着する。ティース６０に電機子巻線７を巻き付けてもよいし、予め巻かれた電機子巻線７をティース６０に被せてもよい。ティース６０には張出部６ａに相当する部分が設けられていないので、容易に電機子巻線７の装着作業を行うことができる。次に、電機子コア４０と電機子巻線７とをモールド材Ｐ１により一体化する。次に、断熱材層９を介して永久磁石８をティース６に固定する。次に、固定子３側から永久磁石８を覆うようにカバー部材８０を配置し、固定爪８１によりカバー部材８０をティース６０に固定する（図５参照）。   The armature 20 is assembled by the following procedure. First, the armature winding 7 is attached to each tooth 60 from the lower side. The armature winding 7 may be wound around the tooth 60, or the armature winding 7 wound in advance may be put on the tooth 60. Since the tooth 60 is not provided with a portion corresponding to the overhanging portion 6a, the armature winding 7 can be easily mounted. Next, the armature core 40 and the armature winding 7 are integrated by the molding material P1. Next, the permanent magnet 8 is fixed to the tooth 6 through the heat insulating material layer 9. Next, the cover member 80 is disposed so as to cover the permanent magnet 8 from the stator 3 side, and the cover member 80 is fixed to the teeth 60 by the fixing claws 81 (see FIG. 5).

電機子２０では、永久磁石８がカバー部材８０によってしっかりと電機子コア４側に保持される。これにより、断熱材層９の材質選定及び厚さ設定等における強度面の制約が緩和されるので、永久磁石の温度上昇をより確実に抑制できる。   In the armature 20, the permanent magnet 8 is firmly held on the armature core 4 side by the cover member 80. Thereby, since restrictions on the strength in the material selection and thickness setting of the heat insulating material layer 9 are eased, the temperature increase of the permanent magnet can be more reliably suppressed.

〔第３実施形態〕
第３実施形態に係るリニアモータの電機子２１は、カバー部材８０をなくすと共に、モールド材Ｐ２により永久磁石８を一体化した点で、第２実施形態に係る電機子２０と異なる。 [Third Embodiment]
The armature 21 of the linear motor according to the third embodiment is different from the armature 20 according to the second embodiment in that the cover member 80 is eliminated and the permanent magnet 8 is integrated by the molding material P2.

図６に示すように、電機子２１の１２個の永久磁石８は、モールド材Ｐ２により一体化されて永久磁石ユニットＵ４を構成している。モールド材Ｐ２は、例えばエポキシ系樹脂である。モールド材Ｐ２は、永久磁石８を固定子３側から覆う被膜Ｆを構成している。モールド材Ｐ２は、ティース６０同士の間において電機子コア４側に***して凹凸Ｒ２を構成している。凹凸Ｒ２は、ティース６０に嵌合する。   As shown in FIG. 6, the twelve permanent magnets 8 of the armature 21 are integrated by a molding material P2 to constitute a permanent magnet unit U4. The mold material P2 is, for example, an epoxy resin. The mold material P2 constitutes a coating F that covers the permanent magnet 8 from the stator 3 side. The mold material P2 is raised between the teeth 60 toward the armature core 4 side to form the unevenness R2. The unevenness R <b> 2 is fitted to the tooth 60.

電機子２１では、永久磁石８同士がモールド材Ｐ２により一体化されることにより、それぞれの永久磁石８がしっかりと電機子コア４側に保持される。被膜Ｆにより永久磁石８が固定子３側から覆われるので、永久磁石８が更にしっかりと電機子コア４側に保持される。凹凸Ｒ２がティース６に嵌合するので、電機子コア４と永久磁石８との接合強度が高められる。これらのことから、断熱材層９の材質選定及び厚さ設定等における強度面の制約が更に緩和されるので、永久磁石８の温度上昇を更に確実に抑制できる。   In the armature 21, the permanent magnets 8 are integrated with each other by the molding material P2, so that each permanent magnet 8 is firmly held on the armature core 4 side. Since the permanent magnet 8 is covered from the stator 3 side by the coating F, the permanent magnet 8 is more firmly held on the armature core 4 side. Since the unevenness R2 is fitted to the tooth 6, the bonding strength between the armature core 4 and the permanent magnet 8 is increased. From these things, since the restriction | limiting of the strength surface in the material selection of the heat insulating material layer 9, thickness setting, etc. is eased further, the temperature rise of the permanent magnet 8 can be suppressed further more reliably.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、電機子２及び電機子２０において、永久磁石８をモールド材Ｐ２により一体化してもよい。断熱材層９を介する接着のみで十分な強度が得られる場合には、凹凸Ｒ１，Ｒ２を構成すること、カバー部材８０を設けること、モールド材Ｐ２により永久磁石８を一体化すること及び被膜Ｆを設けることは必須ではない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the armature 2 and the armature 20, the permanent magnet 8 may be integrated by the molding material P2. When sufficient strength can be obtained only by bonding through the heat insulating material layer 9, the concave and convex portions R1, R2 are formed, the cover member 80 is provided, the permanent magnet 8 is integrated by the molding material P2, and the coating F It is not essential to provide.

ティース６，６０の数、電機子巻線７の数及び３相交流の割り当ては適宜変更可能である。永久磁石８の数及び配置も適宜変更可能である。電機子巻線７に供給する交流は、必ずしも３相に限られない。推力を継続的に発生させられる構成であれば、単層、２相又は４相以上であってもよい。   The number of teeth 6, 60, the number of armature windings 7, and the allocation of three-phase alternating current can be changed as appropriate. The number and arrangement of the permanent magnets 8 can be changed as appropriate. The alternating current supplied to the armature winding 7 is not necessarily limited to three phases. If it is the structure which can generate a thrust continuously, a single layer, two phases, or four or more phases may be sufficient.

図７に示すように、永久磁石８の側面にヒートシンク８２を更に設けてもよい。これにより、永久磁石８の温度上昇を更に確実に抑制できる。   As shown in FIG. 7, a heat sink 82 may be further provided on the side surface of the permanent magnet 8. Thereby, the temperature rise of the permanent magnet 8 can be suppressed more reliably.

１，１０…リニアモータ、２，２０，２１…電機子、３…固定子、３ｂ…突極、４，４０…電機子コア、６，６０…ティース、７…電機子巻線、８…永久磁石、８Ａ…第１永久磁石、８Ｂ…第２永久磁石、８Ｃ，８Ｄ…第３永久磁石、９…断熱材層、８０…カバー部材、Ｆ…被膜、Ｐ２…モールド材、Ｒ１，Ｒ２…凹凸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... Linear motor, 2, 20, 21 ... Armature, 3 ... Stator, 3b ... Salient pole, 4,40 ... Armature core, 6,60 ... Teeth, 7 ... Armature winding, 8 ... Permanent Magnet, 8A ... 1st permanent magnet, 8B ... 2nd permanent magnet, 8C, 8D ... 3rd permanent magnet, 9 ... Insulating material layer, 80 ... Cover member, F ... Coating, P2 ... Mold material, R1, R2 ... Unevenness .

Claims (7)

空隙を介して互いに対向する固定子及び電機子を備え、
前記固定子は、
前記電機子と対向する方向に交差するように延びた長尺形状を呈し、当該長尺形状の長手方向に沿って並び且つそれぞれ前記電機子側に突出する複数の突極を有し、
前記電機子は、
前記固定子側に突出するティースをなす電機子コアと、
前記ティースに巻かれた電機子巻線と、
前記固定子の前記長手方向に沿って並ぶように前記ティースの先端側に設けられた複数の永久磁石と、
前記ティースと前記永久磁石との間に介在する断熱材層とを有するリニアモータ。 Comprising a stator and an armature facing each other through a gap,
The stator is
Presenting a long shape extending so as to intersect the direction facing the armature, and having a plurality of salient poles arranged along the longitudinal direction of the long shape and projecting to the armature side,
The armature is
An armature core forming teeth protruding toward the stator side;
An armature winding wound around the teeth;
A plurality of permanent magnets provided on the tip side of the teeth so as to be aligned along the longitudinal direction of the stator;
A linear motor having a heat insulating material layer interposed between the teeth and the permanent magnet. 複数の前記永久磁石は、前記ティースの突出方向における前記永久磁石同士の厚さの違いにより前記電機子コア側に凹凸を形成し、前記凹凸は前記ティースに嵌合する、請求項１記載のリニアモータ。   The linear according to claim 1, wherein the plurality of permanent magnets form irregularities on the armature core side due to a difference in thickness between the permanent magnets in the protruding direction of the teeth, and the irregularities are fitted to the teeth. motor. 複数の前記永久磁石として、前記ティース側に向か磁界を生じる第１永久磁石と、前記固定子側に向かう磁界を生じる第２永久磁石と、前記固定子の前記長手方向に沿う磁界を生じる第３永久磁石とを備え、
前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とは互いに交互に並び、前記第３永久磁石は前記第１永久磁石と前記第２永久磁石との間に配置され、
前記ティースの突出方向において、前記第１永久磁石の厚さと前記第２永久磁石の厚さとは同等であり、前記第３永久磁石の厚さが前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石の厚さに対して異なる、請求項２記載のリニアモータ。 As the plurality of permanent magnets, a first permanent magnet that generates a magnetic field toward the teeth, a second permanent magnet that generates a magnetic field toward the stator, and a first magnetic field that generates a magnetic field along the longitudinal direction of the stator. With 3 permanent magnets,
The first permanent magnet and the second permanent magnet are alternately arranged with each other, the third permanent magnet is disposed between the first permanent magnet and the second permanent magnet,
In the protruding direction of the teeth, the thickness of the first permanent magnet is equal to the thickness of the second permanent magnet, and the thickness of the third permanent magnet is the thickness of the first permanent magnet and the second permanent magnet. The linear motor according to claim 2, which is different with respect to the thickness. 前記電機子は、前記固定子側から前記複数の永久磁石を覆い、前記電機子コアに固定されるカバー部材を更に有する、請求項１記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the armature further includes a cover member that covers the plurality of permanent magnets from the stator side and is fixed to the armature core. 複数の前記永久磁石は、モールド材により一体化された状態で前記電機子コアに固定される、請求項１記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the plurality of permanent magnets are fixed to the armature core in a state of being integrated by a molding material. 前記モールド材は、前記固定子側から前記複数の永久磁石を覆う被膜を構成する、請求項５記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 5, wherein the mold material constitutes a coating covering the plurality of permanent magnets from the stator side. 前記モールド材は、前記複数の永久磁石の前記電機子コア側に、前記ティースに嵌合する凹凸を形成する、請求項５又は６記載のリニアモータ。   7. The linear motor according to claim 5, wherein the molding material forms irregularities that fit into the teeth on the armature core side of the plurality of permanent magnets.
JP2013156878A 2013-07-29 2013-07-29 Linear motor Active JP6048338B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013156878A JP6048338B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013156878A JP6048338B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Linear motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015027234A true JP2015027234A (en) 2015-02-05
JP6048338B2 JP6048338B2 (en) 2016-12-21

Family

ID=52491476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013156878A Active JP6048338B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Linear motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6048338B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105553222A (en) * 2016-01-21 2016-05-04 江苏大学 End-effect-free fault-tolerant permanent magnet vernier linear motor
JP2018038112A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 日本電産セイミツ株式会社 Vibration motor
JP2020131177A (en) * 2019-02-26 2020-08-31 伊藤 涼子 Method for taking out metal component from electric device
WO2021149722A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 三菱重工業株式会社 Outer diameter-side magnet field and magnetic gear

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03124259A (en) * 1989-10-05 1991-05-27 Shinko Electric Co Ltd Pulse motor
US6087742A (en) * 1997-07-03 2000-07-11 Parvex Hybrid linear motor
JP2001262936A (en) * 2000-03-17 2001-09-26 Matsushita Electric Works Ltd Automatic door
JP2006042506A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Kayaba Ind Co Ltd Motor
JP2006304547A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Toyota Motor Corp Permanent magnet embedded rotor for motor and its manufacturing method
JP2007023342A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Jeol Ltd Electron-beam evaporating device
US20090009010A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Korea Electrotechnology Research Institute Low-Noise, High-Speed, High Precision and High-Thrust Flux Reversal Motor for Linear or Rotary Motion System
US7859142B2 (en) * 2005-02-17 2010-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Woodworking machine with linear direct drive
WO2012066868A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 株式会社安川電機 Linear motor

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03124259A (en) * 1989-10-05 1991-05-27 Shinko Electric Co Ltd Pulse motor
US6087742A (en) * 1997-07-03 2000-07-11 Parvex Hybrid linear motor
JP2001262936A (en) * 2000-03-17 2001-09-26 Matsushita Electric Works Ltd Automatic door
JP2006042506A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Kayaba Ind Co Ltd Motor
US7859142B2 (en) * 2005-02-17 2010-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Woodworking machine with linear direct drive
JP2006304547A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Toyota Motor Corp Permanent magnet embedded rotor for motor and its manufacturing method
JP2007023342A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Jeol Ltd Electron-beam evaporating device
US20090009010A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Korea Electrotechnology Research Institute Low-Noise, High-Speed, High Precision and High-Thrust Flux Reversal Motor for Linear or Rotary Motion System
WO2012066868A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 株式会社安川電機 Linear motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105553222A (en) * 2016-01-21 2016-05-04 江苏大学 End-effect-free fault-tolerant permanent magnet vernier linear motor
JP2018038112A (en) * 2016-08-29 2018-03-08 日本電産セイミツ株式会社 Vibration motor
JP2020131177A (en) * 2019-02-26 2020-08-31 伊藤 涼子 Method for taking out metal component from electric device
WO2021149722A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 三菱重工業株式会社 Outer diameter-side magnet field and magnetic gear
JP2021118591A (en) * 2020-01-24 2021-08-10 三菱重工業株式会社 Outer diameter side magnet field and magnetic gear
JP7413042B2 (en) 2020-01-24 2024-01-15 三菱重工業株式会社 Outer diameter side magnet field and magnetic gear

Also Published As

Publication number Publication date
JP6048338B2 (en) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5870973B2 (en) Linear motor
KR100844759B1 (en) Coreless linear motor
US9118237B2 (en) Mover for a linear motor and linear motor
JP5418558B2 (en) Linear motor stator and linear motor
JP5199427B2 (en) Magnet plate for linear motor using woven fabric, linear motor provided with the magnet plate, and method for manufacturing the magnet plate
JP5370313B2 (en) Linear motor
JP6048338B2 (en) Linear motor
JP2012175755A (en) Permanent magnet rotary electric machine
JP5594308B2 (en) Linear motor armature, linear motor, and armature manufacturing method
JP2004080938A (en) Coreless linear motor
WO2020075416A1 (en) Dynamo-electric machine
JP2011205775A (en) Rotary electromotor
US20150187477A1 (en) Coil, rotating electrical machine, and linear motor
JP5527426B2 (en) Linear motor
JP4527826B2 (en) High thrust linear motor and manufacturing method thereof
JP5434081B2 (en) Split stator core and method of manufacturing split stator core
JP2009254025A (en) Cylindrical linear motor and its manufacturing method
JP6028013B2 (en) Linear motor
JP2013027054A (en) Coreless linear motor
WO2020021844A1 (en) Rotating electric machine stator
JP5508362B2 (en) Linear motor and method for manufacturing coil for linear motor
CN210120479U (en) Reluctance type linear generator
JPH10323012A (en) Linear motor
JP5460991B2 (en) Linear motor stator
JP5514513B2 (en) Linear motor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151117

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160607

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160812

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20160822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6048338

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150